试题

随着经济水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了我市普通家庭．下表为小军家小汽车的相关数据：

总质量：1600kg	额定功率：100kW
车轮与地面的总接触面积：8.0×10-2m2	水箱容量：5L

（1）汽车发动机是汽油机，从能源可否再生角度来看，汽油是能源；发动机工作时，冲程将内能转化为机械能．高速公路上都设有安全线，人若越过安全线就会容易发生危险．原因是：．
（2）汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水的较大的性质，当水箱装满水，水温升高20℃时，需要吸收的热量为J．（c_水=4.2×10³J/（kg·℃））
（3）该车静止在水平地面上时，对地面的压强为Pa．（g=10N/kg）
（4）关闭了发动机的汽车，由于仍能继续运动，最终汽车会停下来，这时汽车所受的合力为N．
（5）汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔内并旋转（相当于闭合开关），请你用笔画线代替导线将轿车的启动原理图连接完整．
（6）假若该车在水平路面上以40kW的功率匀速行驶10min，消耗汽油1.5kg，求小汽车发动机的效率．（q_汽油=4.6×10⁷J/kg）

解：（1）①汽油在短期内不能从自然界中得到补充，是不可再生能源；
②在做功冲程中，汽油燃烧的化学能转化为内能，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能；
③高速行驶的汽车速度很大，人若越过安全线时，使汽车与人之间的空气流动速度增大，压强减小，人外侧的压强不变，外侧压强大于内侧压强，人在内外侧压强差的作用下被压向汽车，容易发生事故．
（2）汽车散热器用水作为冷却剂，是利用了水的比热容较大的性质；
根据ρ=

m

V

可得，水的质量：
m=ρV=1×10³kg/m³×5×10^-3m³=5kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg·℃）×5kg×20℃=4.2×10⁵J；
（3）汽车对地面的压力：
F=G=mg=1600kg×10N/kg=16000N，
汽车对地面的压强：
p=

F

S

=

16000N

8.0×10-2m2

=2×10⁵Pa；
（4）关闭了发动机的汽车，由于惯性仍能继续运动，最终汽车会停下来，这时汽车所受的合力为0N；
（5）电路连接如图，钥匙孔与一节电池、电磁铁组成控制电路，电动机与总电源组成工作电路：

（6）小汽车以额定功率匀速直线行驶10min牵引力所做的功：
W=Pt=4×10⁴W×10×60s=2.4×10⁷J，
完全燃烧1.5kg汽油放出热量：
Q_放=mq=1.5kg×4.6×10⁷J/kg=6.9×10⁷J，
小汽车发动机的效率为：
η=

W

Q

×100%=

2.4×107J

6.9×107J

×100%≈34.8%．
故答案为：
答：（1）不可再生；做功；人若越过安全线时，高速行驶的汽车使人与汽车间的空气流速大，压强小，而人外侧空气的流速小压强大，身体两侧的压力差会把人推向汽车，从而容易发生危险；
（2）比热容；4.2×10⁵；
（3）2×10⁵；
（4）惯性；0；
（5）如上图所示；
（6）小汽车发动机的效率为34.8%．